电气控制电路及其在汽车中的应用

互锁：在正转的控制电路中 接入反转接触器的的动断触
互锁
点，或在反转的控制电路中
接入正转接触器的动断触点。
电气控制电路及其在汽车中的应用
三、顺序控制电路
在装有多台电动机的生产机 械上，有时必须按一定的顺 序起动，方能保证工作安全。
要求：
1、在车床的主轴工作之前，必 须先起动油泵电动机M1，使润 滑系统有足够的润滑油以后， 方能起动主轴电动机M2。
3）负极搭铁
蓄电池正极线直接与各用电设备连接，蓄电池负极线直接搭在车 架金属机件上，用电设备的负极线也就近搭在车架金属机件上，利 用发动机和汽车底盘（粱架）的金属体作公共通道。这种负极线与 车体相连接的方式就称为搭铁，也称为接地或接铁。负极搭铁具有 对电子器件干扰少，对车架及车身电化学腐蚀小，联接牢固的优点， 现在绝大多数汽车是负极搭铁。这些搭铁线形式与普通导线有所不 同，一般是扁平的铜质或铝质编织线，电流承载量大。
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5.3 汽车低压电路分析
一、汽车电路概述
1.汽车电路特点
1）低压
额定电压6V、12V、24V，汽油机普遍采用12 V电源，柴油机多采用24 V。汽车运行中的电
压，一般12V系统为14 V，24 V系统的为28V。
2）直流
蓄电池、交流发电机+整流电路
（发电机与蓄电池并联，蓄电池负极必须搭铁。蓄电池
干簧继电器还可以用永磁体来驱动，反映非电信号， 用作限位及行程控制以及非电量检测等。
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5.2 三相电动机的基本控制电路
继电—接触 器控制基本
环节
起动运转控制 正反转控制 顺序控制 时间控制
一、起动、停转控制电路
刀开关 保险丝
接触器 主触点
停止按钮 起动按钮
热继电器 发热元件
→按起动按钮SB4→接触器KM2 线圈通电→ KM2主触点闭合→M2电动机起动 KM2动合触点闭合→自锁 →M2长动
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工作过程：停止
主轴电动机接触器KM2的动合触 点与油泵电动机的停止按钮SB1 并联在一起，只有在主轴电动机 停止运转，接触器KM2失电，其 动合触点断开，此时按下油泵电 动机的停止按钮SB1，油泵电动 机才能停止运行。
瞬时 触点
断电延时的空气式时间继电器
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笼型电动机Y-△起动控制线路分析
通电延时时间继电器KT 的两个触点：一个延时断 开的动断触点和一个瞬时 闭合的动合触点。
起动按钮SB2是双联复合 按钮，一个动合触点，一 个动断触点。
KM1、KM2、KM3是三 个交流接触器。
起动时KM3工作，电动机 接成Y形。
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二、汽车电路分析
1、喇叭继电器电路
装用单只喇叭时，喇叭电流通常是直接由按钮控制的。 汽车上装有两个喇叭时，由于消耗的电流过大，如果直接 用喇叭按钮操纵，按钮容易烧坏，为此采用了喇叭继电器。
KM辅助触 点断开，取 消自锁。
停转转动
通断电
去掉KM辅助触点, 实现点动控制。
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2.电动机的保护
保险丝
短路保护
主 电 路
热继电器
过载保护
热继电器 动断触点
控制电路
控 制 电 路
接触器 线圈
零压、欠压保护
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二、正反转控制电路
利用两个接触器 和三个按钮组成 正反转控制电路
(b)易熔线
熔断器和易熔线的图形符号
汽车中另 熔断装置
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二、汽车点火开关 点火开关主要用来接通和切断点火电路，同时还用 以控制起动机、发电机励磁、收放机、空调、刮水 器、点烟器、仪表、信号灯、进气预热和其他电器 设备电路。
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1）ON档——可接通仪表和点火系统、暖风装置、 刮水器、转向灯等电路。 2) ACC档——接通收放机和点烟器电路。 3) START档——可接通起动电路，起动发动机后自 动回到ON位置。 4）LOCK档——为断电且转向器联锁机构锁止位置。 5）HEAT档——预热档，柴油车上使用。
将三根电源线中 的L1、L2对调即 可实现反转
正转接触器
反转接触器
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工作过程：
闭合刀开关Q→按正转按钮 SB2→接触器KM1线圈通电 →电动机M正转
KM1主触点闭合→M起动
KM1动合触点闭合→触点自锁 KM1动断合触点断开→互锁→ 即使按反转按钮SB3，接触器 KM2线圈也不能得电。
3．干簧式继电器
组成
干簧管 励磁线圈
结构
干簧管特点 由既导磁又导电材料做成的簧片组成的
开关元件，玻璃管内充有惰性气体。管内平 行封装的簧片端部重叠，并留有一定间隙或 相互接触以构成开关的动合或动断触点。
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工作原理 当绕在干簧管上的线圈通电后形成磁场使簧片磁
化时，簧片接点就会感应出极性相反的N极和S极。由 于磁极极性相反而相互吸引，当吸引的磁力超过簧片 的抗力时，分开的接点便会吸合；当磁力减小到一定 值时，在簧片抗力的作用下接点又恢复到初始状态。 这样起到一个开关的作用。
通电延时时间继电器
延时 触点
两个延时触头：
延时断开的动断触点
瞬时
延时闭合的动合触点
触点
还有两个瞬时触头，即通 电后瞬时动作。
通电延时的空气式时间继电器
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断电延时时间继电器
两个延时触头： 延时闭合的动断触点 延时断开的动合触点 还有两个瞬时触头，即通 电后瞬时动作。
延时 触点
确保油泵电动机先起动，主轴 电动机后起动；停止时，主轴 电动机先停止，油泵电动机后 停止的顺序控制。
电气控制电路及其在汽车中的应用
举例：两条皮带运输机分别由两台笼型异步电动机拖 动，由一套起停按钮控制它们的起停。为避免物体堆 积在运输机上，要求电动机按下述顺序起动和停止： 起动时: M1起动后 M2才能起动； 停车时: M2停车后M1才能停车。应如何实现控制？
主 电 路
热继电器 动断触点
控制电路
接触器 辅助触点 接触器 线圈
1. 工作过程
起动
合上刀开关
动画
按下起动按钮SB2 , KM线圈通电， KM主触点闭合， 电动机运转。
KM辅助触点 闭合自锁。
松开起动 按钮SB2
自锁
转动
通电
利用自身辅助触
点，维持线圈通 电的作用称自锁
停车
按下停止按钮SB1 , KM线圈断电 KM主触点断开, 电动机停转。
➢继电器的输入信号可以是电压、电流等电量，也 可以是热、速度、油压等非电量。
➢继电器的输出信号都是触点动作，使输出量发生 预定的变化。
1. 中间继电器 通常用于传递信号和同时控制多个电路，也可
直接用它来控制小容量电动机或其他电气执行元件。
KA
中间继电器触头容量小， 线圈
触点数目多，用于控制
线路。
动合触头 KA
KM1
SB
FR1
断开
断电
KM2
KM2
KM1
FR2
SB 断开
断电
四、 时间控制电路
时间控制，就是采用时间继电器进行延时控 制,以达到需要的不同目的。 例如三相笼型异步电动机的Y-△起动，实现 电动机起动时的Y联接，经过—定时间，待转 速上升到接近额定值时自动进行△联接运行。
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4）单线并联
电源到用电设备只用一根导线连接，而用金属机件作为另一根公 共回路线的连接方式称为单线制。绝大部分用电设备都是并联在 电源上。故当一条支路发生故障时，并不影响其他支路设备的正 常工作。
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举例：常用照明系统电路
低压
直流
负极搭 铁
单线 并联
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常用表格表示法来表征5个触点的通断关系
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汽车灯组合开关
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三、 接触器
用于频繁地接通和断开大电流电路的开关电器。
由电磁铁和 触点组组成。
利用电磁铁 的吸引力而 使触点动作
动画
1、3-辅助触头；2-主触头；4-动铁心；
5-静铁心；6-线圈；7、8-弹簧
动断触头 KA
在汽车电路中常用的继电器有：喇叭继电器、起动 继电器、闪光(转向)继电器、刮水继电器等。
2. 热继电器 用于电动机的过载保护。
外形
图形符号
热继电器工作原理
~
双金属片 常闭触头
动画
发热元件
杠杆
发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金 属片被加热。因双金属片的下层膨胀系数大，使其 向上弯曲，杠杆被弹簧拉回，常闭触点断开。
2． 识读汽车电路图的一般要领
（1）认真读几遍图注，熟悉电气图形符号、 电路标记符号。 （2）牢记汽车电路特点：直流低压、负极搭 铁、单线并联制。 （3）读图的第一步将局部电路从全车电路中 分离出来 （4）牢记回路原则。电路读图的目的是找出 正确回路，确定回路中的导线、插座、保险、 继电器及各种元件，从而分析故障点。 （5）继电器电路要分别分析继电器线圈与触 点所在回路。
双联 复合 按钮
运行时 KM2触点
闭合
运行时KM2工作，电动机 接成△形。
起动时 KM3触点
闭合
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Y-△起动控制线路工作过程分析
合上电源开关，按下起动 按钮SB2，Y形起动，KT开 始延时。
KT延时断开的动断触点 断开，KM1线圈失电KM2 线圈通电，KM3线圈失电， 定子绕组变成△形联结， 为△运行做准备。
➢考虑其额定值与电路参数之间的匹配。 例如接触器的线圈额定电压应与控制电路的电压 匹配，接触器额定电流一般应大于电动机额定电 流。
三、继电器
➢ 继电器和接触器的结构和工作原理大致相同。 ➢主要区别在于：
接触器的主触点可以通过大电流； 继电器的体积和触点容量小，触点数目多，且只 能通过小电流。所以，继电器一般用于控制电路中。
图形符号
KM 线圈
动合(常开)主触点
KM 用于主电路 流 过的大电流 (需 加灭弧 装置)
动合(常开)辅助触点 动断(常闭)辅助触点
KM KM
用于控制电路流 过的小电流 (无 需加灭弧装置)
注意：属于同一器件的线圈和触点用相同的文 字表示
选用接触器
➢注意接触器的额定电压、额定电流及触点数量。
例如CJ20系列接触器的额定电压有220V、 380V、660V、1140V，额定电流有10A、16A、 25A、40A、63A等十种等级，辅助触点的额定 电流一般规定为5A。
4）汽车传统点火系的组成和工作过程。
5.1 常用低压电器
一、 熔断器
符号 作用：电路的短路保护。
FU
常见熔断器外形
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熔断器选择
一般情况下，通过熔体的电流等于或小于额 定电流的1．25倍时可以长期不熔断，超过其额 定电流的倍数越大，熔体熔断的时间越短。
FU (a)熔断器
电气控制电路及其在汽 车中的应用
2020/11/28
电气控制电路及其在汽车中的应用
第五章 电气控制电路及其 在汽车中的应用
本章要点： 1）接触器、继电器和熔断器、点火开关和保险装 置等常用低压电器的基本结构和工作原理。
2）电动机顺序控制、行程控制、时间控制等基本 控制电路。
3）一般车用低压电器电路及其分析方法。
2、主轴电动机M2停车后，油 泵电动机M1方可停车，以免因 润滑油不足而损坏工件或设备。
FR2
电气控制电路及其在汽车中的应用
工作过程：运行
闭合刀开关QS→按起动按钮SB2→ 接触器KM1线圈通电→ KM1主触点闭合→M1电动机起动 KM1常开辅助触点闭合→自锁 →M1长动，为M2电动机起动提供 可能。
起动：
KM1
SB
FR1
闭合
通电
KM2
KM2
KM1
FR2
SB 闭合
通电
例：两条皮带运输机分别由两台笼型异步电动机拖动，
由一套起停按钮控制它们的起停。为避免物体堆积在
运输机上，要求电动机按下述顺序起动和停止：
起动时: M1起动后 M2才能起动； 停车时: M2停车后M1才能停车。应如何实现控制？
停止：
正极经电流表（或直接）接法电机正极，蓄电池静止电
动势常在11.5V～13.5V，发电机输出电压常限定在
13.8V～15V之间（24V电系28V~30V）。发电机工作时
正常电压比蓄电池电压高0.3～3.5V，这主要是为了克服
线路压降，使蓄电池充电时既能充足，又不至于过度充
电。）
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断
通电
通
电
电
由于KM3动断辅助触点的 重新闭合，KM1线圈又得 电．其主触点重新闭合。 电动机便在△形联结下运
行。
△形 运行
断通 电电
Y起动 结束
通不电通 电
电动机 Y起动
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笼型电动机Y-△起 动控制线路特点
在接触器KM1断电的情 况下进行Y-△换接，这 样可以避免当KM3的动 合触点尚未断开时， KM2已吸合而造成电源 短路；同时接触器KM3 的动合触点在无电下断 开，不发生电弧，可延 长使用寿命。